*章  KS803微機控制繼電保護測試儀硬件操作

1.1 概述

是繼電保護通用測試裝置，主要用于各電壓等級的電磁型，集成電路型及微機型各類保護繼電器及保護系統的測試和 研究，可實現電壓電流幅值，相位頻率的靈活控制，并具備各種繼電器和保護的 測試模塊。是電力基層單位保護裝置投運前調試和定期檢驗的*工具。

由內嵌工控機或外接PC機控制，采用單機箱、模塊化結構，面板8.4 吋彩色LCD顯示。圖形窗口操作界面，操作簡便，內置虛擬鍵盤，僅用鼠標即可進 行操作。備有擴展串口及USB口可與其它PC機通訊，試驗結果可上傳。軟件可通過Internet  網絡進行本地升級。D/A 位數高，電流、電壓精度好，功放采用直接 耦合放大，交直流兩用，能很好地仿真電力系統的暫態過程，超大的電流源輸出功 率及良好的寬頻幅頻特性，使其不但能對各類微機型保護進行特性和整定值的檢驗， 也適用于常規電磁型等保護及安全自動裝置的特性及整定值校驗。不但滿足發電廠、 供電局等基層電力單位調試繼電保護要求，也適合各級研究部門及高等院校用來研 制和考核各種繼電保護。

系統框圖如圖  1-1  所示。

                                                                                                                圖 1-1 系統框圖

1.2 特點

1. 內嵌工控機或外接 PC 機控制，面板 8.4 吋彩色 LCD 顯示，儀器本體可獨立工作。

2. 軟件圖形窗口操作界面，操作簡便，內置虛擬鍵盤，僅用鼠標即可進行操作。

3.電流電壓放大器：電流、電壓源中無升流器、升壓器，而采用直接耦合放大方式， 初級放大回路直接接收 D/A 轉換輸出的信號，不經插值處理。使得電流電壓不但能 輸出直流及 1~1KHZ 的各種波形，而且無附加延時，保證了輸出響應時間及正確的 暫態波形，在輸出穩態波形時，由于快速的輸出響應，保證了電流電壓的同步性及 相位角、合閘角的精度。

功率放大回路具有*的電流、電壓及超溫保護功能，防止大功率器件在試驗中

被損壞，電流源開路或過載時，自動報警，相應相發出報警燈光指示，同時有連續 報警聲音。電壓源短路或嚴重過載時，跳開功放，電源指示燈發出閃爍的紅光，同 時發出報警聲。為防止大電流下長期工作而引起電流放大器過熱，當測試裝置的任 意一相電流大于 10A 時，軟件設有*功能，此*不影響正常使用，主要為防用 戶不合理設置或操作，引起大電流長時間誤輸出。

4.電源：儀器使用單相 220V 交流電源,，當面板總電源開關合上時，僅產生±5V，±15V 電壓給 D/A 板使用，面板電源指示燈發綠光。當功放電源開關按鈕按下（合 上），軟件進入應用程序后功放軟件開關也自動合上時，功放直流電源投上，面板電 源指示燈發紅光。前述任意一開關斷開（軟、硬功放開關）功放電源斷開，面板電 源指示燈發綠光。

5．電壓電流每相功放電源相互獨立，輸出相互隔離，各相電壓﹑電流之間可靈活 串﹑并聯使用。

6．軟件用 C++編程，軟件升級快。備有擴展串口及 USB 口。可與其它 PC 機通訊， 軟件可通過 Internet 網絡進行本地升級。

7．試驗結果可上傳，也可在線打印，報表格式與 Excel 兼容。

8．高強度抗振鋁合金機箱，輕便、耐磨，抗銹蝕、抗沖擊。

1.3 用途

1．二次調度中所有單個元件的測試(電流、電壓、時間、差動、平衡、負序、距 離、功率方向、反時限、頻率、同期、重合閘等繼電器)。

2．整組傳動，能摸擬各種簡單或復雜的瞬時性，*性，轉換性故障，可在基 波上疊加暫態直流分量。

3．能隨意疊加各次諧波，疊加初始角及含量在線可控。

4. 可分相輸出不同頻率交流量、交直流兩用。

5. 低周單元,可方便測試微機低周低壓減載保護。

6．各種保護時間特性的自動掃描。功率及阻抗保護特性曲線的掃描。

7．微機主變保護差動比例及諧波制動特性的自動測試。

8．整組距離、零序、過流保護自動測試。

9．用戶可編程測試單元，以滿足特殊試驗用途，例備自投裝置的測試。

10．電機失磁失步、反激磁、逆功率及同期等各種保護的測試。

11．自動與手工測試、靜態與動態測試方式任意選擇，測試定值、結果數據和曲線 可存檔、打印。

1.4 技術指示

1.主機電源

3．電壓源

8.環境要求 

9．外型尺寸及重量  

尺寸:長 440×寬 280× 高180 mm  重量:   約16Kg

1.5 KS803微機控制繼電保護測試儀工作原理

內嵌計算機為具有雙向并口工控機，內存64M，硬盤容量３２Ｍ，支持 標準 101 鍵盤，LCD 或 CRT。 當儀器面板交流電源開關合上時，計算機啟動,同時儀器產生±5V、±15V、25V電壓，這時 D/A 板能正常工作，測試儀自動進入主菜單,當選擇某一應用程序后，PC 機打開功放電源軟開關，此時若按下面板功放按鈕，則功放電源投入，功放能正常 工作。PC 機據測試項目及所設置參數，計算好各種狀態電流電壓波形數據，當軟件 操作試驗時，PC 機把計算好的數據分別送給8路D/A，D/A轉換以后的摸擬信號經 功放放大從面板電流電壓輸出端子輸出至被測保護。同時，被測保護動作信號，經 輸入信號端子送到I/O接口芯片，PC機在送數的同時不斷查詢I/O接口芯片，據測 試項目，調整傳送的電流電壓數據，直至測試完畢。

測試結束，退出應用程序回到主菜單時，功放電源軟開關自動斷開。

1.6 操作步驟

1．關閉測試儀電源開關。將測試導線分別從面板上（儀器面板見圖 1-2）所示的電 壓輸出插孔和電流輸出插孔接至被測試屏或保護裝置上。將保護動作接點用測試導 線引至測試儀開入端子（面板左上部 N1~N5）。如用外接 PC 機控制，需用打印電纜 把 PC 機并口和儀器背板上的PC機接口連接，并把旁邊的選擇開關置“外”位置  。 否則讓開關處于默認位置“內”。（此開關只有在內外PC機均沒有進入應用程序時 改變才有效。某一PC進入應用程序控制后，則另一PC不能通過選擇開關來改變控 制權，需雙方均退出應用程序后才能改變控制權。）

圖 1-2 儀器面板

2．確認接線正確無誤后，連接測試儀電源線（AC220V）、PS2  鼠標（或鍵盤）,合 上測試儀交流電源開關。面板電源指示燈發綠光（如用外接PC機控制  ，開啟PC 機），測試儀自動進入主菜單。

3．按下面板上的功放電源開關。

4．選擇相應功能應用程序，自動打開軟件功放開關，電源指示燈發紅光，操作程序， 開始試驗。

5．試驗完畢后，存儲、打印結果，退出應用程序，先關測試儀功放開關、交流開關， 然后拆除測試線、電源線、打印電纜。

6．用通訊線通過串口與其它 PC 機連接，兩邊運行隨機通迅程序，可把試驗結果上 傳，也可用U盤把試驗結果傳至PC機 , 再在PC機上或U盤上運行隨機 打印系統程序，可在 Windows Excel下處理試驗報表。

1.7  維護與維修

設備終身維修。軟件免費升級，可訪問公司，下載升級軟件至 PC 機，用 通訊線通過并口把  PC 機與儀器連接，兩邊運行隨機通迅程序，把升級軟件下傳至 儀器或用 U 盤把升級軟件拷貝至儀器。

面板 LCD 為易碎品，應小心輕放，需有專人負責管理，在使用過程中必須注 意防震、防摔。否則，便攜機液晶屏因摔壞不予保修。當計算機的硬盤在讀寫時， 禁止關電源，以免損壞計算機。

為了使測試儀的軟硬件性能及可靠性得到不斷的* 和改進，歡迎廣大用戶對該產品提出寶貴的意見和建議。對于軟件，要求增加新測 試功能的用戶，我們將與您一起磋商，以便滿足您的要求。

1.8 異常現象及處理

1.電流某相插孔間報警燈亮,并有報警聲： 此相電流開路或負載超過實際輸出范圍,檢查接線及負荷后再試。

2.功放電源一投或一輸出電壓立即跳開功放，電源指示燈閃爍紅光并有報警聲： 彈開功放按鈕,檢查電壓回路有否短路或嚴重過載,若仍不能排除則與廠家

3.測試過程中，跳開功放電源： 首先軟件停止操作輸出，然后彈起功放按鈕,自保護信號應復歸，電源指示燈發

綠光并停止報警聲。再按下功放按鈕，再繼續試驗。若彈起面板功放按鈕后，不能 復歸自保護信號，或再次按下按鈕后，自保護再次動作，應考慮是否大電流長時間 輸出，熱保護動作未復歸原因，若不是與廠家。

1.9  注意事項

1．禁止帶電拔插打印電纜或通訊電纜，試驗之前，接地線可靠接地。

2．電壓回路短路或嚴重過載將跳開功放電源，電流回路開路或過載將聲光報 警。此時應關掉電源，仔細檢查接線或負載。

2．輸入信號：電位信號  2V～250VDC  與空接點兼容，但電位信號有方向性，正 電位接紅色插孔，負電位接黑色插孔，5 對輸入信號之間互相獨立，接電位信 號時，如圖 1-4 所示：

   圖 1-3 電位輸入信號接線示意圖              圖 1-4  接點輸入信號接線示意圖

必須保證電位翻轉前后，輸入信號兩連線之間不懸浮，也即電位非懸浮電位， 如圖 1-4 接線，可識別接點兩端電位信號，而圖 1-3 接線，因 a 點懸浮，不能識別 a 點電位翻轉信號，只能當空接點翻轉識別。

2.1 軟件系統簡介

2.1.1  簡介

軟件系統主界面如圖2-1所示,主機開機自動進入主界面后,若要選擇某一應用 程序可用光標鍵移動光標,或用鼠標移至要選擇的應用程序欄目單擊左鍵,用回車鍵 或再單擊鼠標左鍵運行程序。按ESC鍵或用鼠標左鍵點擊右下角“退出”欄目退出測 試系統,按F1鍵或左鍵點擊右下角“幫助”欄目進入在線幫助系統。也可用鼠標左鍵 點擊右上角退出方塊退出本測試軟件。

                                                     圖2-1軟件系統主界面

2.1.2應用程序的基本操作說明

1.選擇并運行某一應用程序后進入應用程序界面（見圖2-2所示），所有程序都可獨 立用鍵盤或鼠標完成所有操作,在應用程序主窗口中,一般左上部為電流電壓測試參 數設置區。可用上、下、左、右光標鍵移動設置區光標,按1、2、3鍵增大或向前選 擇光標所在欄目參數值,按Q、W、E鍵減小或向后選擇參數值。其中1、Q, 2、W, 3、 E分別為微調、細調、粗調鍵。也可用鼠標左鍵選擇某一欄目,再點擊光標所在欄目(或 回車)進入本欄目參數設置區,若參數設置區為彈出窗口,則用鼠標選擇參數后,點擊“確認”區(或按回車鍵) 完成修改,若放棄選擇則點擊“取消”區(或按Esc鍵) ； 若進入某欄目參數置區后,顯示輸數光標,則要求用鍵盤輸入數字, 在此過程可用退 格鍵刪除前面輸入有誤的數字，輸完后用回車鍵確認。

對于用黑體字標示的欄目,表示不能在主窗口中進行設置,需要通過相應的控制 欄目進入次級窗口設置（或此欄目在所選擇的測試項目中無效）,若通過某一控制欄 目進入次級窗口對參數進行設置,則進入次級窗口后,鼠標或鍵盤的操作方法與主窗 口參數設置區的操作一樣,設置后按ESC鍵或用鼠標點擊右上角的“退出”方塊返回 主窗口。

圖2-2應用程序界面

2.一般控制欄設計在主窗口左中部或右方,包括“開始試驗” 、“存儲參數” 、“結 果處理” 、“控制參數”等等,可單擊鼠標左鍵運行這些欄目或按其下方的提示鍵 用鍵盤操作,一般按F10鍵開始試驗,按ESC鍵退出本程序,返回至測試系統主界面,按 F1鍵進入本應用程序使用說明,按F2存儲本次設置的所有試驗參數,以備下次調用, 保證同樣的測試條件……。

對大部分自動測試的程序在測試過程中可按ESC鍵或F10鍵中途退出試驗。對 于所有手工測試程序,用F10鍵切換開始試驗與結束試驗,也可用鼠標點擊“停止試驗”處或按Esc鍵結束試驗。

3.測試完畢后,測試結果數據顯示在結果區中,一般設計在主窗口的右下部或中部, 其上方往往設計為測試曲線或輸出的電流電壓波形圖顯示區。可選擇“結果處理” 欄目進入次級窗口, 見圖2-3所示，查看詳細的測試結果數據和曲線。

進入測試結果次級窗口后,首先顯示本次測試的數據結果,如果一頁顯示不完,可 翻頁;若有曲線的測試項目,后把曲線顯示出來,結束顯示后,進入本窗口的右邊, 在此處有四個欄目,可對此測試項目的結果進行存儲信息的編輯、存儲、打印以及調 閱以前的測試報告。對測試報告,程序自動取文件名為當前日期,后綴為000,可用編 輯功能修改此文件名,以防重名,若要查閱,整理以前的測試報告,可選擇“歷史”功 能。選擇“打印”后,若外接PC與打印機已聯機,即可以打印這份測試報告,在打印中 途可用ESC鍵或鼠標右鍵中斷打印。本測試軟件系統本機報告的打印,要求用具有LQ 方式或LQ仿真方式的打印機打印。如在工控機中運行，也可把測試數據通過通迅線 或U盤從儀器傳給外接PC機，運行本儀器打印軟件系統，在WINDOWS系統下編輯、打 印測試報表。

4．定值及結果存貯：選擇“存儲參數”后,把本次測試參數形成一文件存入本測試

軟件系統安裝目錄的分目錄user＿d下,而測試結果存入另一名為user＿j的分目錄 下,在這一級目錄中,取應用程序執行文件名為一目錄名,形成又一級子目錄,在此子 目錄下,取測試時日期為文件名,000為擴展名形成一文件,存儲測試定值或報告;在

“定值管理”或“結果處理”窗口中,也可用“歷史”功能調出或刪除這些定值或報 告,用“編輯”功能修改定值或報告的一些信息。

2.1.3關于輸入輸出信號

測試儀五路輸入信號通道在所有應用程序中默認設置為相或關系,根據需要引 一路或幾路保護動作、返回信號至N1～N5任意通道中即可。在有些應用程序中需設 定某些或全部輸入通道，例在“整組試驗”等中可設定重合信號接N4通道,而A、B、 C三相跳閘信號接N1、N2、N3通道。若關閉全部輸入通道,則可用手工按鍵記錄保護 動作或返回值,對所有程序,在開始試驗時,在輸出前計算機首先記錄所有通道的狀 態,在輸出時,經過小動作時間以后再查詢通道狀態。若有非關閉通道狀態發生改 變并且在動作確認時間內維持不變則認為保護動作。保護動作后,若通道狀態又返回 至初始狀態,則認為保護返回。對信號輸入通道,空接點或2～250v直流電壓信號兼容, 在接電位信號時,正端接紅色插孔,負端接黑色插孔。測試儀有四路輸出信號,01～04 為空接點,據不同的程序,可分別設置為故障前、后翻轉,對空接點通道, 默認初始狀 態為常開接點(DC 220V,0.3A)。

2.1.4關于電流、電壓功放電源軟件開關

電壓、電流功放電源由儀器面板功放按鈕開關及軟件內含功放開關串接控制, 只要任意一個開關斷開,功放電源關斷,運行某一應用程序后,儀器首先自檢,若D/A 板工作正常,則進入應用程序后合上功放電源軟開關,此時若面板功放按鈕開關合上, 則功放電源投上,儀器面板電源指示燈相應發出紅光,否則由于工控機與儀器連接不好或其它原因,D/A板不能通過自檢,則軟件開關一直斷開,儀器面板電源指示燈一直發綠光。測試完后,退出程序至系統主窗口,功放軟開關自動斷開。